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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及低空飛行領域,具體涉及城市飛行器降落路徑規劃方法、結合航線的城市規劃方法、系統及存儲介質。
技術介紹
1、城市空中交通(urban?air?mobility,uam)是指在城市低空空域內利用電動垂直起降飛行器(electric?vertical?take-off?and?landing,evtol),或短距離起降飛行器及相關設施設備實現載人載貨空中運輸的活動。作為一種新型空中交通工具,evtol能夠在城市中進行短距離飛行,連接市中心與周邊地區,提供快捷交通選擇,大幅度減少路程上所花費的時間。
2、考慮到uam動態空域是一個根據實時飛行活動、天氣條件以及地面障礙等因素進行調整和管理的復雜系統,涉及到多個變量和制約因素,例如,天氣、空中交通流量、飛行器性能參數以及各種安全和規范要求。與傳統高空民航運輸飛機航線優化不同,evtol在uam動態空域中飛行,由于飛行高度一般維持在幾百米以下,一般不超過1000米,其飛行路線不僅穿梭于人口較為密集的城市區域,還時常面臨復雜多變的飛行環境,例如變幻莫測的天氣條件、城市內部橫風區域、飛鳥活動區域、密集建筑群以及其他低空障礙物,都極大地增加了飛行的復雜性和潛在風險,故evtol對于航線變更的實時性要求更高,任何延誤都有可能家具風險的積累,甚至導致不可挽回的后果。
3、因此,evtol需要配備先進的導航和避障系統,這些系統需具備實時感知環境變化的能力,并自動執行緊急避險操作。然而,導航和避障系統由于零部件復雜,可能會出現故障;并且在飛行過程中可能會出現其他突發情
4、在當前的技術條件下,低空飛行器在面對突發情況時,通常依賴飛行員經驗或地面控制中心指示來決定前往最近的起降點。然而,隨著低空經濟的不斷發展,evtol的運營不斷成熟以及運營數量的不斷增加,無法在每輛飛行器內配備經驗豐富的飛行員,并且考慮到evtol起降點的繁忙程度不一、evtol的航線規劃具有極高的靈活度,導致突發情況下evtol無法獲取最優的航線調整方案,不僅容易增加飛行成本,還可能造成一定的安全隱患;而若采用復雜算法或大型神經網絡模型,不僅存在較高的硬件門檻,而且在航線計算過程中,需耗費較長時間進行運算。這就導致在面對實際情況時,無法及時完成航線調整;尤其當出現較為緊急的狀況時,因計算產生的時延,既有可能引發嚴重后果。
5、因此,亟需一種低空航線切換方法,在緊急情況下能夠迅速地為運營的evtol提供最優的航線調整方案,確保飛行安全及效率。
技術實現思路
1、基于此,本專利技術提供城市飛行器降落路徑規劃方法及結合航線的城市規劃方法,基于城市垂直空間管理,綜合考慮低空飛行備降或迫降過程中可能對城市垂直空間管理造成的影響,并在保障城市建筑及人員安全的情況下,選擇最優的備降航線使低空飛行的飛行器故障時能夠安全降落。
2、第一方面,本專利技術提供一種城市飛行器降落路徑規劃方法,包括:
3、獲取飛行器的飛行異常請求;
4、根據所述飛行異常請求確定所述飛行器至少一個待定備降點和至少一條備選航線;
5、結合所述飛行異常請求的異常等級調整備選航線評分參數的評分權重,并計算各個備選航線的綜合評分;
6、將所述綜合評分最高的備選航線發送至所述飛行器;
7、其中,所述備選航線的評分參數包括備選航線沿線的建筑高度、備選航線沿線的建筑密度、備選航線沿線的人口密度、備選航線的沿線天氣指標、備選航線對應的備降點的交通擁堵程度以及備選航線沿線的電磁分布強度。
8、其中,所述飛行異常請求包括所述飛行器的實時坐標信息、原規劃航線、異常代碼和異常等級。
9、其中,所述飛行異常請求的異常等級包括輕微異常、一般異常、嚴重異常和緊急異常。
10、進一步的,所述根據所述飛行異常請求確定所述飛行器至少一個待定備降點包括:
11、當飛行異常請求的異常等級為輕微異常時,在原規劃航線的原目的將落點的第一預設距離范圍內獲取至少一個待定備降點;
12、當飛行異常請求的異常等級為一般異常時,在原規劃航線的各個預設途徑點的第二預設距離范圍內獲取至少一個待定備降點,并在接收到駕駛員發送的確認備降指令后,選擇距離飛行器的實時坐標信息最近的預設途徑點的至少一個待定備降點;
13、當飛行異常請求的異常等級為嚴重異常時,在距離飛行器的實時坐標信息最近的預設途徑點的第二預設距離范圍內獲取至少一個待定備降點;
14、當飛行異常請求的異常等級為緊急異常時,在飛行器的實時坐標信息的第三預設距離范圍內獲取至少一個待定備降點。
15、進一步的,所述結合所述飛行異常請求的異常等級調整備選航線評分參數的評分權重,具體為:
16、獲取飛行器的低空航線切換歷史數據,所述低空航線切換歷史數據包括所述飛行器的異常請求的歷史異常等級、歷史備選航線和所述歷史備選航線的歷史評分參數;
17、將所述低空航線切換歷史數據輸入至預設的決策樹模型,得到訓練后的評分權重決策樹模型;
18、將所述飛行異常請求的異常等級和各個備選航線的評分參數輸入至訓練后的評分權重決策樹模型,得到調整后的備選航線評分參數的評分權重。
19、進一步的,所述評分權重的表達式為:
20、,
21、其中,為第個評分權重,為第個評分權重的第一調整系數,為第個評分權重的第二調整系數,為飛行器異常等級,。
22、進一步的,所述各個備選航線的綜合評分的具體表達式為:
23、
24、其中,為第條備選航線的綜合評分,為歸一化第一評分權重,為第條備選航線沿線的建筑高度,為歸一化第二評分權重,為第條備選航線沿線的建筑密度,為歸一化第三評分權重,為第條備選航線沿線的人口密度,為歸一化第四評分權重,為第條備選航線沿線的天氣指標,為歸一化第五評分權重,為第條備選航線對應的備降點的交通擁堵程度,為歸一化第六評分權重,為第條備選航線沿線的電磁分布強度。
25、進一步的,所述根據所述飛行異常請求確定所述飛行器至少一個待定備降點,還包括:
26、獲取預設區域內至少一個可用備降點;
27、根據所述飛行器異常請求中的異常代碼對所述可用備降點至少一個選址因素的選址權重進行調整;
28、結合所述可用備降點的選址因素和選址權重計算各個備降點的選址評價;
29、將備降點按選址評價從高到低進行排序,得到待定備降點。
30、第二方面,本專利技術還提供一種結合航線的城市規劃方法,包括:
31、獲取歷史周期內城市飛行器異常降落的歷史備降信息,所述歷史備降信息包括第一方面中發送至飛行器的備選航線;
32、獲取城市內各個網格的人員活躍度趨勢曲線和建筑物健康度趨勢曲線;
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【技術保護點】
1.一種城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述飛行異常請求包括所述飛行器的實時坐標信息、原規劃航線、異常代碼和異常等級。
3.如權利要求1所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述飛行異常請求的異常等級包括輕微異常、一般異常、嚴重異常和緊急異常。
4.如權利要求3所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述根據所述飛行異常請求確定所述飛行器至少一個待定備降點包括:
5.如權利要求4所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述結合所述飛行異常請求的異常等級調整備選航線評分參數的評分權重,具體為:
6.如權利要求5所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述評分權重的表達式為:
7.如權利要求6所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述各個備選航線的綜合評分的具體表達式為:
8.如權利要求7所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述根據所述飛行異常請求確定所述飛行器至少一個待定備降點,
9.一種結合航線的城市規劃方法,其特征在于,包括:
10.一種城市飛行器降落路徑規劃系統,所述系統包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機程序,其特征在于,所述處理器執行所述計算機程序時,執行權利要求1-8任一項所述的城市飛行器降落路徑規劃方法。
11.一種結合航線的城市規劃系統,所述系統包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機程序,其特征在于,所述處理器執行所述計算機程序時,執行權利要求9所述的結合航線的城市規劃方法。
12.一種計算機可讀存儲介質,其特征在于,所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-8任一項所述的城市飛行器降落路徑規劃方法。
13.一種計算機可讀存儲介質,其特征在于,所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求9所述的結合航線的城市規劃方法。
...【技術特征摘要】
1.一種城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述飛行異常請求包括所述飛行器的實時坐標信息、原規劃航線、異常代碼和異常等級。
3.如權利要求1所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述飛行異常請求的異常等級包括輕微異常、一般異常、嚴重異常和緊急異常。
4.如權利要求3所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述根據所述飛行異常請求確定所述飛行器至少一個待定備降點包括:
5.如權利要求4所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述結合所述飛行異常請求的異常等級調整備選航線評分參數的評分權重,具體為:
6.如權利要求5所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述評分權重的表達式為:
7.如權利要求6所述的城市飛行器降落路徑規劃方法,其特征在于,所述各個備選航線的綜合評分的具體表達式為:
8.如權利要求7所述的城市飛行器降落...
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